Создан первый полностью оптический чип энергонезависимой памяти

Sep 30, 2015 13:04


Достаточно серьезного успеха удалось добиться ученым из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), которые работали совместно с учеными из университетов Мюнстера, Оксфорда и Эксетера. Этим ученым удалось создать первый полностью оптический чип энергонезависимой памяти, что является важным шагом на пути разработки оптическо-фотонных компьютеров. Использованные в этом чипе энергоемкие материалы, изменяющие их оптические свойства в зависимости от расположения атомов в их кристаллической решетке, позволяют хранить в одной ячейке сразу несколько бит данных, что является неоспоримым преимуществом по сравнению с другими типами энергонезависимой памяти.




"Запись в чипы оптической памяти может производиться на частотах порядка гигагерца, что позволит запоминающим устройствам с такой памятью работать с очень высоким быстродействием" - рассказывает профессор Уолфрэм Пернайс (Wolfram Pernice), возглавляющий научную группу в KIT, - "Кроме этого, разработанная нами память полностью совместима с оптическими системами, используемыми в оптоволоконных коммуникациях. А алгоритмы доступа к содержимому ячеек делает новую память совместимой с некоторыми типами самых последних процессоров".

Основным преимуществом новой оптической памяти является ее энергонезависимый характер. Информация в ней может храниться десятилетиями, даже если чипы памяти не работают и находятся в обесточенном состоянии. Одна "многоуровневая" ячейка, которая имеет размер в одну миллиардную долю метра, позволяет хранить несколько бит данных, кроме этого, ячейка может использоваться в качестве простейшего логического элемента, выполняющего примитивные функции обработки записанной в нее информации.

Описанные выше "чудеса" стали реальностью благодаря использованию так называемых энергоемких материалов, в частности, Ge2Sb2Te5 (GST). Это материалы нового класса, которые способны изменять их оптические свойства в зависимости от их насыщенности энергией. Насыщение энергией этих материалов приводит к сдвигам атомов и изменению структуры их кристаллической решетки от кристаллической (прозрачной) формы до аморфного (непрозрачного) состояния, и такие изменения происходят весьма быстро под воздействием сверхкоротких управляющих импульсов лазерного света. А считывание записанных данных производится при помощи сверхкоротких импульсов света меньшей интенсивности.

Но, для того, чтобы использовать все преимущества новой энергонезависимой оптической памяти ученым придется еще немало поработать в самых разных направлениях. Естественно, что ожидать скорого появления фотонных аналогов современных микропроцессоров не стоит, но и обычные электронные процессоры также смогут начать использование оптической памяти. Для этого потребуется создание оптического интерфейса, только на одном из концов которого будет производиться энергоемкий процесс преобразования электрических сигналов в световые.

http://www.dailytechinfo.org/infotech/7418-sozdan-pervyy-polnostyu-opticheskiy-chip-energonezavisimoy-pamyati.html

Микроэлектроника, Вычислительные системы, Прикладные исследования, Материалы

Previous post Next post
Up